CN106325269A - 基于里程计和磁传感器的两轮平衡车路径校正装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于里程计和磁传感器的两轮平衡车路径校正装置及方法，包括相互连接的控制器和两轮平衡车驱动机构、两个里程计、两个磁传感器和多个校正区，两个里程计和两个磁传感器分别与控制器连接，两轮平衡车的左轮和右轮各安装一个里程计和一个磁传感器，每个校正区包括两个相互不平行也不相交的磁条，磁条固定在地面上，并与两轮平衡车的标准路径交叉。与现有技术相比，本发明利用磁传感器和里程计判断两轮平衡车位置和姿态，从而与标准数据进行比较得出偏差，进行路径校正，不需要在全路段铺设磁轨或磁条，实时性好、易于安装、成本低、不易受环境影响。

Description

基于里程计和磁传感器的两轮平衡车路径校正装置及方法

技术领域

本发明涉及一种两轮平衡车的路径校正方法，尤其是涉及一种基于里程计和磁传感器的两轮平衡车路径校正装置及方法。

背景技术

近年来，两轮平衡车因其运动灵活、智能控制、操作简单、节省能源、绿色环保等特点在现代交通工具中应用越来越广泛，如用于日常代步工具、警务人员治安巡查、广告宣传、辅助拍摄等。然而，除了其载人功能外，两轮平衡车作为机器人家族中的一员，在其自动行走、姿态调节等基本功能的基础上搭载某些传感器后即可在很多场合下替代巡逻机器人完成很多任务，如电站巡检、小区安保、日常巡逻、环境监测、军事侦察等。

现阶段，里程计、陀螺仪、磁罗盘等传感器常用于室外环境下机器人定位，但因其存在明显缺陷，一般不单独使用，通常与其他传感器共同使用，进行信息融合。巡逻机器人通常采用搭载里程计、视觉传感器、超声波传感器、激光测距仪、磁导航传感器、GPS、红外线传感器等方式实现其路径规划、自主导航、定位、检测路线等功能。

当机器人在避障后或因其他原因偏移巡逻路径时，如不及时采取校正和调整措施，在行进过程中误差不断积累，不仅无法顺利完成巡逻任务，还会增大机器人走入死路或发生碰撞的危险程度。因此在机器人巡逻过程中对其实际运行路线与预定路径进行比较与评估后及时进行校正和调整是至关重要的。通常利用其上搭载的传感器进行位置信息采集，通过位置估算及障碍物位置或轨道位置信息进行路径的跟踪及调整。目前，大部分轮式巡逻机器人主要是基于视觉传感器、红外传感器或磁导航传感器设计开发的，基于视觉传感器的机器人识别精度高，但视觉定位算法复杂，实时性较差，且易受环境光线影响，运行不稳定；基于红外传感器价格较低、抗干扰能力强，识别速度快，但识别精度不高，通常需要在全路段布置连续的路面色带标志信息来引导机器人行进；磁导航传感器也需要在全路段铺设磁轨或磁条，而在很多实际应用场合下，要求在巡逻全路段铺设导轨、磁轨、色带轨等是不现实的。

现有技术中，针对移动机器人巡逻过程中的路径校正均采用立体视觉方式，成本较高、实时性差、且易受环境影响，也尚未有专门针对两轮平衡车巡逻时使用的路径校正方法供生产厂家使用。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种能在两轮平衡车避障或偏移路径后使其返回预定标准路线的基于里程计和磁传感器的两轮平衡车路径校正装置及方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于里程计和磁传感器的两轮平衡车路径校正装置，包括相互连接的控制器和两轮平衡车驱动机构，还包括两个里程计、两个磁传感器和多个校正区，所述的两个里程计和两个磁传感器分别与控制器连接，两轮平衡车的左轮和右轮各安装一个里程计和一个磁传感器，每个校正区包括两个相互不平行也不相交的磁条，所述的磁条位置固定，并与两轮平衡车的标准路径交叉，

两轮平衡车从起点开始按记忆路径行驶，记忆路径按照标准路径生成，当两轮平衡车行驶至校正区，磁传感器感应到车轮压过磁条时，控制器读取里程计的实时数据，根据实时数据与该校正区的标准数据计算当前的实际路径与标准路径之间的偏差，并根据偏差进行路径校正，使两轮平衡车回到标准路径，然后继续行驶至下一个校正区或结束行驶，其中，每个校正区内，有四个标准数据和四个实时数据，标准数据获取方法包括：两轮平衡车从起点严格沿标准路径行驶，经过校正区内磁条时，由控制器记录两个里程计的数据作为该校正区的标准数据。

所述的装置还包括设置在两轮平衡车路径上的充电桩，所述的充电桩作为两轮平衡车行驶的起点。

一种使用所述的基于里程计和磁传感器的两轮平衡车路径校正装置进行路径校正的方法，包括以下步骤：

S1，两轮平衡车从起点开始启动，按记忆路径行驶，两轮平衡车行驶的实际路径与标准路径之间存在偏差；

S2，车轮压过磁条时，该车轮上的磁传感器向控制器发送信号，控制器读取该车轮上里程计的实时数据，并返回步骤S2，直到控制器读取到四个实时数据，该校正区内的实时数据读取完毕；

S3，控制器根据四个实时数据，计算两轮平衡车当前的实际路径与标准路径之间的偏差，并判断是否进行路径校正，若是，则进入步骤S4，否则继续按记忆路径行驶并返回步骤S2，或者结束行驶；

S4，两轮平衡车暂停行驶，根据偏差计算校正参数并根据校正参数移动至标准路径，然后继续按记忆路径行驶并返回步骤S2。

所述的步骤S2中，当车轮经过磁条时，磁传感器检测到连续变化的磁感应强度，当磁感应强度最大时，磁传感器判断车轮压过磁条，并向控制器发送信号。控制器读取对应车轮上的里程计数据。

所述的步骤S3中，若偏差小于设定值，则不进行路径校正，两轮平衡车继续朝标准路径行驶并返回步骤S2，若当前校正区为最后一个校正区，则不进行路径校正，两轮平衡车结束行驶，否则进入步骤S4。

所述的步骤S4中，第i个校正区内，当前实际路径与标准路径之间的偏差包括角度偏差θ_i和方位向偏差Δd_i，计算式分别为：

θ_i＝β_Ai-α_Ai

${\mathrm{\Δd}}_i=(1-\frac{{\mathrm{\ΔL}}_{i2}{\mathrm{sin\β}}_{Ai}}{{\mathrm{\ΔL}}_{i1}{\mathrm{sin\α}}_{Ai}})\frac{{\mathrm{\ΔL}}_{i1}{\mathrm{sin\α}}_{Bi}}{\sin ({\mathrm{\α}}_{Bi}-{\mathrm{\α}}_{Ai})}{\mathrm{sin\α}}_{Ai}$

其中，β_Ai为第i个校正区内车轮第一次压过的磁条与当前实际路径之间的夹角，α_Ai为第i个校正区内车轮第一次压过的磁条与标准路径之间的夹角，α_Bi为第i个校正区内车轮第二次压过的磁条与标准路径之间的夹角，ΔL_i1为第i个校正区内标准路径与两个磁条交点之间的距离，ΔL_i2为第i个校正区内实际路径与两个磁条交点之间的距离；

校正参数Δy_i和的计算式分别为：

Δy_i＝ΔL_misinθ_i-Δd_i

${\mathrm{\φ}}_i=\frac{\mathrm{\π}}{2}+\mathrm{sgn}\left({\mathrm{\Δy}}_i\right){\mathrm{\θ}}_i$

其中，ΔL_mi为第i个校正区内，当前实际路径与车轮第二次压过的磁条之间交点到实际路径上的待校正点之间的距离，sgn(*)为符号函数；

两轮平衡车根据校正参数移动至标准路径的具体方法为：两轮平衡车方向逆时针旋转φ_i角度后，沿方位向所在直线向标准路径行进|Δy_i|，再逆时针旋转角度，回到标准路径和正确姿态，所述的方位向与标准路径方向垂直。

所述的第i个校正区内标准路径与两个磁条交点之间的距离ΔL_i1计算式为：

${\mathrm{\ΔL}}_{i1}=\frac{L_{Li}+L_{Ri}}{2}$

其中，L_Li为平衡车左轮在经过两磁条之间这段时间内左轮里程计的里程记录值，L_Ri为平衡车右轮在经过两磁条之间这段时间内右轮里程计的里程记录值；

第i个校正区内实际路径与两个磁条交点之间的距离ΔL_i2计算原理与ΔL_i1相同。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)采用在校正区内设置磁条的方式，利用磁传感器和里程计判断两轮平衡车位置和姿态，从而与标准数据进行比较得出偏差，进行路径校正，不需要在全路段铺设磁轨或磁条，实时性好、易于安装、成本低、不易受环境影响、不需要人机交互。

(2)磁传感器抗干扰能力强，不受外界环境光照、颜色等影响。

(3)以充电桩作为两轮平衡车行驶的起点，无需另设起点，节约成本，易于管理，且符合两轮平衡车充电需要。

(4)每个校正区内，由于两个磁条的特殊摆放方式，可保证里程计共读取四个实时数据，从而保证计算的可靠性。

(5)当磁感应强度最大时，磁传感器判断车轮压过磁条，此时读取里程计数据，计算误差小。

(6)路径校正时，只需经过两次旋转和一次位移，且角度和位移数值明确，可回到标准路径和正确姿态。

附图说明

图1为本实施例两轮平衡车标准路径生成及巡逻路径校正流程图；

图2为本实施例两轮平衡车的行驶路径及校正区位置示意图；

图3为本实施例中，两轮平衡车在经过校正区时计算行驶路径与磁条间夹角以及里程值的示意图；

图4为本实施例中，计算当前巡逻路径(路径2)与预定标准路径(路径1)的角度偏差和方位向偏差的几何示意图；

图5为本实施例中，预定标准路径(路径1)和当前巡逻路径(路径2)相对位置处于第二种情况下，计算路径2与路径1的角度偏差和方位向偏差的几何示意图；

图6(a)、图6(b)为本实施例中，预定标准路径(路径1)和当前巡逻路径(路径2)相对位置处于第三种情况下，计算路径2与路径1的角度偏差和方位向偏差的几何示意图；

图7(a)、图7(b)为本实施例中，预定标准路径(路径1)和当前巡逻路径(路径2)相对位置处于第四种情况下，计算路径2与路径1的角度偏差和方位向偏差的几何示意图；

图8为本实施例中，在待校正点换算出校正参数的几何示意图；

附图标记：101为充电桩；10为起始区；1为第一个校正区；2为第二个校正区；i为第i个校正区；K为第K个校正区。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例

一种基于里程计和磁传感器的两轮平衡车路径校正装置，包括相互连接的控制器和两轮平衡车驱动机构，还包括两个里程计、两个磁传感器、充电桩和多个校正区，两个里程计和两个磁传感器分别与控制器连接，两轮平衡车的左轮和右轮各安装一个里程计和一个磁传感器，每个校正区包括两个相互不平行也不相交的磁条，磁条固定在地面上，并与两轮平衡车的标准路径交叉，充电桩设置在两轮平衡车路径上，作为两轮平衡车行驶的起点。

两轮平衡车从起点开始按记忆路径行驶，记忆路径按照标准路径生成，当两轮平衡车行驶至校正区，磁传感器感应到车轮压过磁条时，控制器读取里程计的实时数据，根据实时数据与该校正区的标准数据计算当前的实际路径与标准路径之间的偏差，并根据偏差进行路径校正，使两轮平衡车回到标准路径，然后继续行驶至下一个校正区或结束行驶，其中，每个校正区内，有四个标准数据和四个实时数据，标准数据获取方法包括：两轮平衡车从起点严格沿标准路径行驶，经过校正区内磁条时，由控制器记录两个里程计的数据作为该校正区的标准数据。

一种使用基于里程计和磁传感器的两轮平衡车路径校正装置进行路径校正的方法，包括以下步骤：

S1，两轮平衡车从起点开始启动，按记忆路径行驶，两轮平衡车行驶的实际路径与标准路径之间存在偏差；

S2，车轮压过磁条时，该车轮上的磁传感器向控制器发送信号，控制器读取该车轮上里程计的实时数据，并返回步骤S2，直到控制器读取到四个实时数据，该校正区内的实时数据读取完毕；

S3，控制器根据四个实时数据，计算两轮平衡车当前的实际路径与标准路径之间的偏差，并判断是否进行路径校正，若是，则进入步骤S4，否则继续按记忆路径行驶并返回步骤S2，或者结束行驶；

S4，两轮平衡车暂停行驶，根据偏差计算校正参数并根据校正参数移动至标准路径后，然后继续按记忆路径行驶并返回步骤S2。

如图1所示，在预定标准行进路段(图中由一圈条形框围成的虚线路径，带有箭头)设置一个起始区和K个校正区域，起始区内安装一个充电桩1，充电桩1位置作为平衡车预定标准路径和巡逻路径的起始点。每个校正区域内的地面上粘贴两条能被磁传感器所感应识别的直线磁条，分别记为A_i和B_i(i＝1,2,…,K)，如附图2所示，磁条A_i的起始点与终止点分别位于路基两侧，磁条B_i的起始点与终止点也分别位于路基两侧，两条磁条不平行也不相交，分别与两侧路基构成不同的任意夹角即可。平衡车的左右两轮分别搭载一部里程计和一部磁传感器，当车轮行进至某条磁条时，该轮上的磁传感器感应识别出磁条，并返回给平衡车一个信号，此时该轮上的里程计将记录下该时刻的里程数据。

第一步，开机后，两轮平衡车从起始点开始沿预定标准路径行进，经过每一个校正区时，记录下相关数据，并通过计算得到平衡车行进方向分别与该校正区内两条磁条间的夹角以及平衡车在通过两条磁条间行进的里程值，设置参数i＝1。具体方法如下。

如附图3所示，假设平衡车左右两轮间距为D_LR，平衡车行进方向始终垂直于两轮轮轴方向。当平衡车经过第i个校正区时，假设右轮先到达磁条A_i，即平衡车行进到位置x_A1时，右轮上的磁传感器感应识别到磁条A_i，此时右轮上的里程计记录当前里程值为L_Ri1，当平衡车继续行进到左轮到达磁条A_i时，即平衡车行进到位置x_A2时，左轮上的磁传感器感应识别到磁条A_i，此时左轮和右轮上的里程计分别记录当前里程值L_Li1和L_Ri2，在此期间右轮行进里程为

L_Ai＝L_Ri2-L_Ri1

根据图中几何关系，可以计算得到平衡车行进方向与磁条A_i之间的夹角α_Ai为

${\mathrm{\α}}_{Ai}=\frac{\mathrm{\π}}{2}+arctan\frac{L_{Ai}}{D_{LR}}$

平衡车继续行进，同理，当右轮到达磁条B_i时，即平衡车行进到位置x_B1时，右轮上的磁传感器感应识别到磁条B_i，右轮上的里程计记录当前里程值L_Ri3，当左轮到达磁条B_i时，即平衡车行进到位置x_B2时，左轮上的磁传感器感应识别到磁条B_i，此时左轮和右轮上的里程计分别记录当前里程值L_Li2和L_Ri4，在此期间右轮行进里程为

L_Bi＝L_Ri4-L_Ri3

计算得到平衡车行进方向与磁条B_i之间的夹角α_Bi为

${\mathrm{\α}}_{Bi}=\frac{\mathrm{\π}}{2}+arctan\frac{L_{Bi}}{D_{LR}}$

而平衡车在经过两磁条之间的行进距离为左右轮行进距离的平均值，即为

${\mathrm{\ΔL}}_{i1}=\frac{L_{Li}+L_{Ri}}{2}=\frac{L_{Li2}-L_{Li1}+L_{Ri3}-L_{Ri1}}{2}$

因此，根据以上方法可以得到平衡车在经过每一个校正区时其行进方向分别与该校正区内两条磁条间的夹角α_Ai、α_Bi以及平衡车在通过两条磁条间行进的里程值ΔL_i1。

第二步，平衡车从起始点开始根据里程计记录值按记忆路径行进，到达第i个校正区时，如附图4所示，图中路径1为预定标准路径，根据第一步中的记录结果，路径1与磁条A_i、磁条B_i之间的夹角分别为α_Ai和α_Bi，路径1在通过两条磁条间行进的里程值|M_i1Mi₂|为ΔL_i1。

路径2为当前巡逻路径，按照第一步中相似的计算方法可以得到平衡车行进方向与该校正区内两条磁条间的夹角以及平衡车在通过两条磁条间行进的里程值。记路径2与磁条A_i、磁条B_i之间的夹角分别为β_Ai和β_Bi，路径2在通过两条磁条间行进的里程值|N_i1Ni₂|为ΔL_i2。

第三步，计算路径2与路径1之间的角度偏差和方位向偏差。具体方法如下。

根据附图4中几何关系，路径2与路径1之间的角度偏差θ_i为

θ_i＝β_Ai-α_Ai

在△O_iM_i1M_i2中，∠M_i1O_iM_i2＝α_Bi－α_Ai，由正弦定理

$\frac{\left|M_{i1}{M}_{i2}\right|}{sin({\mathrm{\α}}_{Bi}-{\mathrm{\α}}_{Ai})}=\frac{\left|O_i{M}_{i1}\right|}{sin(\mathrm{\π}-{\mathrm{\α}}_{Bi})}$

即

$\frac{{\mathrm{\ΔL}}_{i1}}{sin({\mathrm{\α}}_{Bi}-{\mathrm{\α}}_{Ai})}=\frac{\left|O_i{M}_{i1}\right|}{{\mathrm{sin\α}}_{Bi}}$

$h_{i1}=\left|O_i{M}_{i1}\right|sin(\mathrm{\π}-{\mathrm{\α}}_{Ai})=\frac{{\mathrm{\ΔL}}_{i1}{\mathrm{sin\α}}_{Bi}}{\sin ({\mathrm{\α}}_{Bi}-{\mathrm{\α}}_{Ai})}{\mathrm{sin\α}}_{Ai}$

在△R_iN_i1N_i2中，∠N_i1R_iN_i2＝α_Ai，∠R_iN_i1N_i2＝π－β_Ai，由正弦定理

$\frac{\left|N_{i1}{N}_{i2}\right|}{{\mathrm{sin\α}}_{Ai}}=\frac{\left|R_i{N}_{i2}\right|}{sin(\mathrm{\π}-{\mathrm{\β}}_{Ai})}$

即

$\frac{{\mathrm{\ΔL}}_{i2}}{{\mathrm{sin\α}}_{Ai}}=\frac{\left|R_i{N}_{i2}\right|}{{\mathrm{sin\β}}_{Ai}}$

又有

$\frac{h_{i2}}{h_{i1}}=\frac{\left|O_i{R}_i\right|}{\left|O_i{M}_{i1}\right|}=\frac{\left|R_i{N}_{i2}\right|}{\left|M_{i1}{M}_{i2}\right|}=\frac{{\mathrm{\ΔL}}_{i2}{\mathrm{sin\β}}_{Ai}}{{\mathrm{\ΔL}}_{i1}{\mathrm{sin\α}}_{Ai}}$

联立以上式子可得平衡车在行进至磁条B_i时，路径2与路径1在方位向上的偏差Δd_i为

${\mathrm{\Δd}}_i=h_{i1}-h_{i2}=(1-\frac{{\mathrm{\ΔL}}_{i2}{\mathrm{sin\β}}_{Ai}}{{\mathrm{\ΔL}}_{i1}{\mathrm{sin\α}}_{Ai}})h_{i1}=(1-\frac{{\mathrm{\ΔL}}_{i2}{\mathrm{sin\β}}_{Ai}}{{\mathrm{\ΔL}}_{i1}{\mathrm{sin\α}}_{Ai}})\frac{{\mathrm{\ΔL}}_{i1}{\mathrm{sin\α}}_{Bi}}{\sin ({\mathrm{\α}}_{Bi}-{\mathrm{\α}}_{Ai})}{\mathrm{sin\α}}_{Ai}$

需要说明的是，附图4中给出的是β_Ai＞α_Ai的情况，即θ_i＞0，规定角度逆时针方向为正方向，图中Oy方向为方位向正方向，此时路径2与路径1之间方位向偏差Δd_i＞0，即路径2与磁条B_i的交点相比路径1与磁条B_i的交点在方位轴上坐标值更大。

如附图5所示，如路径2与路径1之间关系使得β_Ai＜α_Ai的情况，即θ_i＜0，此时计算原理与公式与上一种情况相同，只是计算得到的路径2与路径1之间方位向偏差Δd_i＜0，即路径2与磁条B_i的交点相比路径1与磁条B_i的交点在方位轴上坐标值更小。

此外，还存在第三种情况：θ_i＜0，Δd_i＞0，如图6(a)、6(b)所示；以及第四总情况：θ_i＞0，Δd_i＜0，如图7(a)、7(b)所示。

因此，根据以上方法可以得到平衡车路径2与路径1之间的角度偏差θ_i和方位向偏差Δd_i。

第四步，根据上步中得到的偏差值判断是否需要路径校正，如不需校正，则继续行进；如需要校正，则根据平衡车当前位置换算出校正参数，校正位置和姿态后继续行进。具体校正参数的计算及路径校正方法如下。

如附图8所示，假设行进至E_i1时平衡车停止行进准备路径校正，此时由里程计记下的|N_i2E_i1|为ΔL_mi，则有

$\frac{{\mathrm{\Δy}}_i}{{\mathrm{\Δd}}_i}=\frac{\left|T_i{E}_{i1}\right|}{\left|T_i{N}_{i2}\right|}=\frac{\left|T_i{N}_{i2}\right|-{\mathrm{\ΔL}}_{mi}}{\left|T_i{N}_{i2}\right|}$

$\left|T_i{N}_{i2}\right|=\frac{{\mathrm{\Δd}}_i}{{\mathrm{sin\θ}}_i}$

联立以上两式可得

Δy_i＝Δd_i-ΔL_misinθ_i

${\mathrm{\φ}}_i=\frac{\mathrm{\π}}{2}-{\mathrm{\θ}}_i$

即校正过程为平衡车逆时针方向旋转φ_i角度后沿方位向行进Δy_i后再顺时针旋转90°，此时即回到预定标准路径1上，且为正确姿态。

假设平衡车行至E_i2时停止行进准备路径校正，校正参数计算如下

Δy_i＝(|N_i2E_i2|-|N_i2T_i|)sinθ_i＝ΔL_misinθ_i-Δd_i

${\mathrm{\φ}}_i=\frac{\mathrm{\π}}{2}+{\mathrm{\θ}}_i$

校正过程为平衡车逆时针方向旋转φ_i角度后沿方位向负方向行进Δy_i后再逆时针旋转90°，此时即回到预定标准路径1上，且为正确姿态。

依据上步中规定的方位向正方向和角度正方向，上述两种情况可概括如下

校正参数为

$\left\{\begin{array}{c}{\mathrm{\Δy}}_i={\mathrm{\ΔL}}_{mi}{\mathrm{sin\θ}}_i-{\mathrm{\Δd}}_i\\ {\mathrm{\φ}}_i=\frac{\mathrm{\π}}{2}+\mathrm{sgn}\left({\mathrm{\Δy}}_i\right){\mathrm{\θ}}_i\end{array}\right.$

其中，sgn()表示符号函数，即括号内为正，则函数值为1；括号内为负，则函数值为-1；括号内为0，则函数值为0。校正过程为平衡车方向旋转φ_i角度后沿方位向行进Δy_i后方向再旋转角度，此时即回到预定标准路径1上，且为正确姿态。

针对附图6与附图7中的两种情况上述校正方法仍成立。

第五步，令i＝i+1，行进至下一个校正区时重复步骤二～步骤四，直至i＝K+1，完成巡逻路径2中的所有路径校正，结束本轮巡逻过程。

Claims (7)

1.一种基于里程计和磁传感器的两轮平衡车路径校正装置，包括相互连接的控制器和两轮平衡车驱动机构，其特征在于，所述的装置还包括两个里程计、两个磁传感器和多个校正区，所述的两个里程计和两个磁传感器分别与控制器连接，两轮平衡车的左轮和右轮各安装一个里程计和一个磁传感器，每个校正区包括两个相互不平行也不相交的磁条，所述的磁条位置固定，并与两轮平衡车的标准路径交叉，

两轮平衡车从起点开始按记忆路径行驶，记忆路径按照标准路径生成，当两轮平衡车行驶至校正区，磁传感器感应到车轮压过磁条时，控制器读取里程计的实时数据，根据实时数据与该校正区的标准数据计算当前的实际路径与标准路径之间的偏差，并根据偏差进行路径校正，使两轮平衡车回到标准路径，然后继续行驶至下一个校正区或结束行驶，其中，标准数据获取方法包括：两轮平衡车从起点严格沿标准路径行驶，经过校正区内磁条时，由控制器记录两个里程计的数据作为该校正区的标准数据。

2.根据权利要求1所述的一种基于里程计和磁传感器的两轮平衡车路径校正装置，其特征在于，所述的装置还包括设置在两轮平衡车路径上的充电桩，所述的充电桩作为两轮平衡车行驶的起点。

3.一种使用权利要求1或2所述的基于里程计和磁传感器的两轮平衡车路径校正装置进行路径校正的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，两轮平衡车从起点开始启动，按记忆路径行驶，两轮平衡车行驶的实际路径与标准路径之间存在偏差；

S2，车轮压过磁条时，该车轮上的磁传感器向控制器发送信号，控制器读取该车轮上里程计的实时数据，并返回步骤S2，直到控制器读取到四个实时数据，该校正区内的实时数据读取完毕；

S3，控制器根据四个实时数据，计算两轮平衡车当前的实际路径与标准路径之间的偏差，并判断是否进行路径校正，若是，则进入步骤S4，否则继续按记忆路径行驶并返回步骤S2，或者结束行驶；

S4，两轮平衡车暂停行驶，根据偏差计算校正参数并根据校正参数移动至标准路径，然后继续按记忆路径行驶并返回步骤S2。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的步骤S2中，当车轮经过磁条时，磁传感器检测到连续变化的磁感应强度，当磁感应强度最大时，磁传感器向控制器发送信号，控制器读取对应里程计数据。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的步骤S3中，若偏差小于设定值，则不进行路径校正，两轮平衡车继续朝标准路径行驶并返回步骤S2，若当前校正区为最后一个校正区，则不进行路径校正，两轮平衡车结束行驶，否则进入步骤S4。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的步骤S4中，第i个校正区内，当前实际路径与标准路径之间的偏差包括角度偏差θ_i和方位向偏差Δd_i，计算式分别为：

θ_i＝β_Ai-α_Ai

${\mathrm{\Δd}}_i=(1-\frac{{\mathrm{\ΔL}}_{i2}{\mathrm{sin\β}}_{Ai}}{{\mathrm{\ΔL}}_{i1}{\mathrm{sin\α}}_{Ai}})\frac{{\mathrm{\ΔL}}_{i1}{\mathrm{sin\α}}_{Bi}}{\sin ({\mathrm{\α}}_{Bi}-{\mathrm{\α}}_{Ai})}{\mathrm{sin\α}}_{Ai}$

其中，β_Ai为第i个校正区内车轮第一次压过的磁条与当前实际路径之间的夹角，α_Ai为第i个校正区内车轮第一次压过的磁条与标准路径之间的夹角，α_Bi为第i个校正区内车轮第二次压过的磁条与标准路径之间的夹角，ΔL_i1为第i个校正区内的标准路径与两个磁条交点之间的距离，ΔL_i2为第i个校正区内实际路径与两个磁条交点之间的距离；

校正参数Δy_i和的计算式分别为：

Δy_i＝ΔL_misinθ_i-Δd_i

${\mathrm{\φ}}_i=\frac{\mathrm{\π}}{2}+\mathrm{sgn}\left({\mathrm{\Δy}}_i\right){\mathrm{\θ}}_i$

其中，ΔL_mi为第i个校正区内，当前实际路径与车轮第二次压过的磁条之间交点到实际路径上的待校正点之间的距离，sgn(*)为符号函数；

两轮平衡车根据校正参数移动至标准路径的具体方法为：两轮平衡车方向逆时针旋转φ_i角度后，沿方位向所在直线向标准路径行进|Δy_i|，再逆时针旋转角度，回到标准路径和正确姿态，所述的方位向与标准路径方向垂直。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述的第i个校正区内标准路径与两个磁条交点之间的距离ΔL_i1计算式为：

${\mathrm{\ΔL}}_{i1}=\frac{L_{Li}+L_{Ri}}{2}$

其中，L_Li为平衡车左轮在经过两磁条之间这段时间内左轮里程计的里程记录值，L_Ri为平衡车右轮在经过两磁条之间这段时间内右轮里程计的里程记录值；

第i个校正区内实际路径与两个磁条交点之间的距离ΔL_i2计算原理与ΔL_i1相同。